(57)【要約】【課題】  回路基板に対する半導体チップの接続信頼性を向上した半導体装置及びその製造方法、回路基板を提供すること。【解決手段】  スタッドバンプ２０２が設けられた半導体チップ２００を搭載する回路基板１００が、片面に配線パターン１２を有し、スタッドバンプ２０２に対応する位置に、配線パターン１２を底部とし、導電性ペースト１４が充填されたビアホール１３を有する第１の樹脂フィルム１０と、第１の樹脂フィルム１０の配線パターン形成面及びその裏面の一方に、回路基板１００の表層として積層された第２の樹脂フィルム２０とを少なくとも備え、半導体チップ２００を搭載した状態で、スタッドバンプ２０２が第２の樹脂フィルム２０を貫通し、ビアホール１３内に配置されて導電性組成物１５と接合されるとともに、この接合部位が軟化した第１の樹脂フィルム１０及び第２の樹脂フィルム２０の少なくとも一方により封止される構成とした。【選択図】        図２
2005353913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極上にバンプを形成してなる半導体基板を準備する半導体基板準備工程と、
熱可塑性樹脂からなり、配線パターンを有する樹脂フィルムを含む複数の樹脂フィルムを積層してなる回路基板を準備する回路基板準備工程と、
前記半導体基板を前記回路基板に対して位置決め載置した状態で加熱・加圧することにより、前記半導体基板表面を前記回路基板表面に接触させるとともに前記バンプを前記熱可塑性樹脂内に押し込んで、前記配線パターンと電気的に接続させる実装工程とを備える半導体装置の製造方法であって、
前記回路基板準備工程として、片面に前記配線パターンを有し、前記バンプに対応する位置に、前記配線パターンを底部とし、接続材料が充填されたビアホールを有する第１の樹脂フィルムを形成する工程と、前記第１の樹脂フィルムの配線パターン形成面及びその裏面である配線パターン非形成面の一方に、前記回路基板の表層となるように第２の樹脂フィルムを積層する積層工程とを少なくとも備え、
前記実装工程において、前記ビアホール上に前記バンプが位置するように、前記半導体基板を前記回路基板に対して位置決め載置し、この位置決め状態で加熱・加圧することにより、前記バンプが前記第２の樹脂フィルムに押し込まれて前記第２の樹脂フィルムを貫通し、その先端から所定範囲が前記ビアホール内に配置されて前記接続材料と接合されるとともに、この接合部位が軟化した前記第１の樹脂フィルム及び第２の樹脂フィルムの少なくとも一方により封止されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記積層工程において、前記第２の樹脂フィルムは、前記第１の樹脂フィルムに対して、前記配線パターンを含む前記配線パターン形成面を被覆するように積層され、
前記実装工程において、前記バンプは前記第２の樹脂フィルムとともに前記配線パターンを貫通し、前記接続材料と接合されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記積層工程において、前記第２の樹脂フィルムは、前記第１の樹脂フィルムに対して、前記ビアホールの開口部位を含む前記配線パターン非形成面を被覆するように積層され、
前記実装工程において、前記バンプは前記第２の樹脂フィルムを貫通し、前記接続材料と接合されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記回路基板準備工程において、前記接続材料の充填後、加熱による前記接続材料の焼結が実施されることなく、前記実装工程が実施されることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記接続材料として、スズ粒子が３５ｗｔ％を占めるように混合された前記スズ粒子と銀粒子からなる導電性ペーストを前記ビアホール内に充填することを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記回路基板準備工程において、前記接続材料の充填後、加熱による前記接続材料の焼結が実施され、
前記実装工程において、焼結された前記接続材料の少なくとも一部が加熱により再溶融されて、前記ビアホール内に配置された前記バンプと接合されることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記接続材料の焼結は前記積層工程後に実施され、前記接続材料の焼結とともに、前記第１の樹脂フィルムと前記第２の樹脂フィルムが互いに接着されることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記接続材料として、スズ粒子が４０〜５０ｗｔ％を占めるように混合された前記スズ粒子と銀粒子からなる導電性ペーストを前記ビアホール内に充填することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記接続材料として、スズが略２０ｗｔ％を占める前記スズと金からなる導電性ペーストを、前記ビアホール内に充填することを特徴とする請求項４、請求項６、及び請求項７いずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記第２の樹脂フィルムとして、前記熱可塑性樹脂を構成するそれ以外の前記樹脂フィルムとは異なる熱可塑性樹脂を適用することを特徴とする請求項１〜９いずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第２の樹脂フィルムは、前記回路基板の平面方向における線膨張係数が、前記熱可塑性樹脂を構成するそれ以外の前記樹脂フィルムと前記半導体基板の間の値を有していることを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記半導体基板はウエハであり、前記実装工程後、前記半導体基板及び前記回路基板をチップサイズに切断する切断工程をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１１いずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
電極上に設けられたバンプを有する半導体チップと、
熱可塑性樹脂に配線パターンが形成された回路基板とを備え、
前記回路基板に前記半導体チップを搭載した状態で、前記半導体基板表面が前記回路基板表面と接触し、前記バンプが前記熱可塑性樹脂に埋設されて前記配線パターンと電気的に接続されてなる半導体装置において、
前記熱可塑性樹脂は、熱可塑性樹脂からなる複数の樹脂フィルムを積層しつつ接着して構成され、
前記回路基板は、片面に前記配線パターンが形成され、前記バンプに対応する位置に、前記配線パターンを底部とし、接続材料が充填されたビアホールを備える第１の樹脂フィルムと、前記第１の樹脂フィルムに対して、前記配線パターンの形成面及びその裏面である前記配線パターンの非形成面の一方に、前記回路基板の表層として積層配置された第２の樹脂フィルムとを少なくとも有し、
前記バンプは、前記ビアホール上に配置された前記第２の樹脂フィルムを貫通しつつ、その先端から所定範囲が前記ビアホール内に配置されて前記接続材料と接合し、この接合部位が前記第１の樹脂フィルム及び第２の樹脂フィルムの少なくとも一方により封止されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
前記第２の樹脂フィルムは、前記第１の樹脂フィルムに対して、前記配線パターンを含む前記配線パターン形成面を被覆するよう積層配置され、
前記バンプは、前記第２の樹脂フィルムとともに前記配線パターンを貫通し、前記接続材料と接合していることを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記第２の樹脂フィルムは、前記第１の樹脂フィルムに対して、前記ビアホールの開口部位を含む前記配線パターン非形成面を被覆するよう積層配置され、
前記バンプは、前記第２の樹脂フィルムを貫通し、前記接続材料と接合していることを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記接続材料は、スズ粒子が４０〜５０ｗｔ％を占めるように、前記スズ粒子と銀粒子とを混合してなることを特徴とする請求項１３〜１５いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記接続材料は、スズと金からなり、前記スズが略２０ｗｔ％を占めていることを特徴とする請求項１３〜１５いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１８】
前記第２の樹脂フィルムは、前記熱可塑性樹脂を構成するそれ以外の前記樹脂フィルムと、異なる熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項１３〜１７いずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１９】
前記第２の樹脂フィルムは、前記回路基板の平面方向における線膨張係数が、前記熱可塑性樹脂を構成するそれ以外の前記樹脂フィルムと前記半導体チップの間の値を有していることを特徴とする請求項１８に記載の半導体装置。
【請求項２０】
熱可塑性樹脂に配線パターンが形成され、電極上にバンプを形成してなる半導体基板をその表面に搭載する際、前記半導体基板表面を前記回路基板表面に接触させるとともに、前記バンプを前記熱可塑性樹脂に押し込んで、前記配線パターンと電気的に接続させるよう構成された回路基板であって、
前記熱可塑性樹脂は、熱可塑性樹脂からなる複数の樹脂フィルムを積層して構成され、
前記樹脂フィルムとして、片面に前記配線パターンが形成され、前記バンプに対応する位置に、前記配線パターンを底部とし、接続材料が充填されたビアホールを備える第１の樹脂フィルムと、前記第１の樹脂フィルムに対して、前記配線パターンの形成面及びその裏面である前記配線パターンの非形成面の一方に、前記半導体基板が搭載される側の表層となるように積層された第２の樹脂フィルムとを少なくとも備えることを特徴とする回路基板。
【請求項２１】
前記接続材料は、加熱による焼結がされていないことを特徴とする請求項２０に記載の回路基板。
【請求項２２】
前記接続材料は、スズ粒子が略３５ｗｔ％を占めるように混合された前記スズ粒子と金粒子からなる導電性ペーストであることを特徴とする請求項２１に記載の回路基板。
【請求項２３】
前記接続材料は、前記半導体基板の実装時の加熱によって少なくとも一部が再溶融するような材料をもって構成され、焼結されていることを特徴とする請求項２０に記載の回路基板。
【請求項２４】
前記第１の樹脂フィルムと前記第２の樹脂フィルムは、互いに接着していることを特徴とする請求項２３に記載の回路基板。
【請求項２５】
前記接続材料は、スズ粒子が４０〜５０ｗｔ％を占めるように混合された前記スズ粒子と銀粒子からなる導電性ペーストであることを特徴とする請求項２３又は請求項２４に記載の回路基板。
【請求項２６】
前記接続材料は、スズが略２０ｗｔ％を占める前記スズと金からなる導電性ペーストであることを特徴とする請求項２１、請求項２３、及び請求項２４いずれか１項に記載の回路基板。
【請求項２７】
前記第２の樹脂フィルムは、前記熱可塑性樹脂を構成するそれ以外の前記樹脂フィルムと、異なる熱可塑性樹脂からなることを特徴とする請求項２０〜２６いずれか１項に記載の回路基板。
【請求項２８】
前記第２の樹脂フィルムは、前記回路基板の平面方向における線膨張係数が、前記熱可塑性樹脂を構成するそれ以外の前記樹脂フィルムと前記半導体チップの間の値を有していることを特徴とする請求項２７に記載の回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂に配線パターンが形成された回路基板に、電極上にバンプが形成された半導体チップを搭載してなる半導体装置及びその製造方法、回路基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に示されるように、ベース基板に配線（配線パターン）が形成された配線基板（回路基板）に、バンプが形成された半導体チップを搭載してなる半導体装置が知られている。
【０００３】
この半導体装置は、例えばヒータを備える加圧冶具を、半導体チップに押し当てて回路基板方向に押圧し、ベース基板（例えば熱可塑性樹脂）を溶かしながら、配線パターンの非形成面からバンプを熱可塑性樹脂に押し込んで、バンプを配線パターンに電気的に接続させるとともに、溶けたベース樹脂によりその接続部を封止するものである。従って、半導体チップと回路基板との間の封止用樹脂（アンダーフィル材）を不要とすることができる。
【特許文献１】特開２００２−１９８３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記構成の場合、バンプと配線パターンとの接触により、半導体チップと回路基板との電気的な接続状態を確保する構成である。従って、装置ごとに接触状態のばらつきも大きく、回路基板に対する半導体チップの接続信頼性が低いという問題がある。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑み、回路基板に対する半導体チップの接続信頼性を向上した半導体装置及びその製造方法、回路基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１〜１１に記載の発明は半導体装置の製造方法に関する発明であり、電極上にバンプを形成してなる半導体基板を準備する半導体基板準備工程と、熱可塑性樹脂からなり、配線パターンを有する樹脂フィルムを含む複数の樹脂フィルムを積層してなる回路基板を準備する回路基板準備工程と、半導体基板を回路基板に対して位置決め載置した状態で加熱・加圧することにより、半導体基板表面を回路基板表面に接触させるとともに、バンプを熱可塑性樹脂内に押し込んで、配線パターンと電気的に接続させる実装工程とを備えている。
【０００７】
そして請求項１に記載の発明は、回路基板準備工程として、片面に配線パターンを有し、バンプに対応する位置に、配線パターンを底部とし、接続材料が充填されたビアホールを有する第１の樹脂フィルムを形成する工程と、第１の樹脂フィルムの配線パターン形成面及びその裏面である配線パターン非形成面の一方に、回路基板の表層となるように、第２の樹脂フィルム積層する積層工程とを少なくとも備え、実装工程において、ビアホール上にバンプが位置するように、半導体基板を回路基板に対して位置決め載置し、この位置決め状態で加熱・加圧することにより、バンプが第２の樹脂フィルムに押し込まれて第２の樹脂フィルムを貫通し、その先端から所定範囲がビアホール内に配置されて接続材料と接合されるとともに、この接合部位が軟化した第１の樹脂フィルム及び第２の樹脂フィルムの少なくとも一方により封止されることを特徴とする。
【０００８】
このように本発明によると、加熱・加圧により、半導体基板のバンプが軟化した第２の樹脂フィルムに押し込まれて第２の樹脂フィルムを貫通し、その先端から所定範囲が第２の樹脂フィルムに隣接する第１の樹脂フィルムのビアホール内に配置されて接続材料と接合される。従って、回路基板に対する半導体チップの接続信頼性を向上することができる。
【０００９】
また、バンプと接続材料との接合部位は、加熱により軟化した第１の樹脂フィルム及び第２の樹脂フィルムの少なくとも一方により封止することができ、加熱により軟化した第２の樹脂フィルムを半導体基板表面に接着させることができる。従って、封止用の樹脂（アンダーフィル）を不要とすることができる。すなわち、製造工程を簡素化することができる。
【００１０】
尚、回路基板は、少なくとも第１の樹脂フィルムと第２の樹脂フィルムの２層から構成することができ、必要に応じてその層数を増やしても良い。また、半導体基板は、ウエハでも良いし、当該ウエハから切断されたチップでも良い。
【００１１】
また、実装工程において、加熱・加圧のタイミングは、同時に開始し同時に終了、開始タイミングと終了タイミングをそれぞれずらして実施、加熱しながら加圧、加圧した後に加圧力を弱めて加熱、加熱した後に加圧等、種々の形態を適用することができる。いずれの形態においても、実装工程により、バンプが第２の樹脂フィルムを貫通することと、熱可塑性樹脂を軟化することと、接続材料とバンプとを確実に電気的且つ機械的に結合させることができる。尚、実装工程における加熱・加圧後には冷却、加圧除去があり、これにより、熱可塑性樹脂の再硬化、加圧なしでの形状の安定化が図られる。
【００１２】
バンプが第２の樹脂フィルムを貫通し、先端から所定範囲がビアホール内に配置され、接続材料と接合する形態としては、例えば請求項２に記載のように、積層工程において、第２の樹脂フィルムを、第１の樹脂フィルムに対して、配線パターンを含む配線パターン形成面を被覆するように積層し、実装工程において、バンプが第２の樹脂フィルムとともに配線パターンを貫通することにより、接続材料と接合するよう構成しても良い。また、請求項３に記載のように、積層工程において、第２の樹脂フィルムを、第１の樹脂フィルムに対して、ビアホールの開口部位を含む配線パターン非形成面を被覆するように積層し、実装工程において、バンプが第２の樹脂フィルムのみを貫通することにより、接続材料と接合するよう構成しても良い。しかしながら、前述の構成の場合、バンプが配線パターンも貫通しなければならないため、後述の構成とするほうが好ましい。
【００１３】
通常、実装工程の前の段階で、接続材料が焼結（例えば積層された複数の樹脂フィルムを加熱・加圧により一括プレス）されていると、実装工程において、焼結された接続材料が再溶融しない限りバンプをビアホール内に挿入することができない。従って、請求項４に記載のように、回路基板準備工程において、接続材料の充填後、加熱による接続材料の焼結が実施されることなく、実装工程が実施されることが好ましい。この場合、バンプを接続材料に配置した状態で接続材料を焼結させて接合することができるので、接合面積を大きくすることができ、接続信頼性を向上できる。
【００１４】
その際、ビアホール内に充填される接続材料は、配線パターンを構成する材料、バンプを構成する材料、熱可塑性樹脂の種類、実装条件等によって、適宜選択して使用することができる。例えば、請求項５に記載のように、接続材料として、スズ粒子が略３５ｗｔ％を占めるように混合されたスズ粒子と金粒子からなる導電性ペーストを、ビアホール内に充填すると良い。
【００１５】
スズ粒子（融点２３２℃）が略３５ｗｔ％を占めるように混合されたスズ粒子と銀粒子（融点９６１℃）からなる導電性ペーストは樹脂バインダーを有しておらず、加熱・加圧によって両者が理想的に拡散接合し、スズと銀の合金を形成する。この合金の融点は４８０℃であり、実装工程前の加熱（例えば第１の樹脂フィルムを含む複数の樹脂フィルムを２５０〜４００℃、１〜１０ＭＰａ、数十秒間で一括プレス）によって形成されると、実装工程時の加熱・加圧（例えばヒートツールにより２５０〜４００℃、１〜１０ＭＰａ、数十秒間）では再溶融しない。尚、この場合、合金中のスズ成分と、バンプを構成する金属成分とが相互に固相拡散し、拡散接合することにより電気的に接続されるが、接合面積が小さくなる。従って、上記構成の導電性ペーストを実装工程のみで加熱・加圧すれば、バンプを接続材料に配置した状態で接続材料を焼結させて接合することができるので、接合面積を大きくすることができ、接続信頼性を向上できる。
【００１６】
それに対し、接続材料の構成によっては、請求項６に記載のように、回路基板準備工程において、接続材料の充填後、加熱による接続材料の焼結が実施され、実装工程において、焼結された接続材料の少なくとも一部が加熱により再溶融されて、ビアホール内に配置されたバンプが再溶融された接続材料と接合されるよう構成することもできる。
【００１７】
この場合、実装工程の前に、ビアホール内の接続材料を焼結させても、実装工程においてバンプと接合させることができるので、回路基板準備工程から実装工程までの工程間搬送時における回路基板の品質を向上するができる。
【００１８】
尚、接続材料の焼結は積層工程前に実施（例えば、第１の樹脂フィルムを含む複数の樹脂フィルムを一括プレス）しても良いが、請求項７に記載のように、積層工程後に実施すると、接続材料の焼結とともに、第１の樹脂フィルムと第２の樹脂フィルムとを互いに接着することができるので、回路基板準備工程を簡素化することができる。
【００１９】
具体的には、請求項８に記載のように、接続材料として、スズ粒子が４０〜５０ｗｔ％を占めるように混合されたスズ粒子と銀粒子からなる導電性ペーストを適用することができる。上述したスズ粒子が略３５ｗｔ％を占めるように混合されたスズ粒子と金粒子からなる導電性ペーストの場合、実装工程の前に加熱・加圧して導電性ペーストを焼結すると、合金形成に全てのスズが使われてしまう。従って、実装工程時に加熱・加圧しても、合金化された接続材料は再溶融しないため、バンプをビアホール内に挿入させることができなくなる。
【００２０】
それに対し、スズ粒子が４０〜５０ｗｔ％を占めるように混合された導電性ペーストを用い、実装工程の前に加熱・加圧して導電性ペーストを焼結した場合、一部のスズ粒子が合金形成に使用されず、単独で焼結される。従って、実装工程時の加熱により、合金化されていないスズが再溶融するので、バンプをビアホール内に挿入させることができる。また、この挿入状態で、バンプを溶融したスズ或いは合金中のスズ成分と拡散接合させることができる。従って、接合面積を大きくでき、接続信頼性を向上できる。尚、この配合比の導電性ペーストを実装工程の前に焼結しない場合、実装工程時の加熱により、一部のスズ粒子が合金形成に使用されず、単独で焼結されるので、耐熱性で劣るものとなる。
【００２１】
また、請求項９に記載のように、接続材料として、スズが略２０ｗｔ％を占めるスズと銀からなる導電性ペーストを適用しても良い。この場合、加熱により形成されるスズと金の合金は、融点が２８３℃であるので、実装工程前に加熱して焼結し、実装工程にて再溶融させても良いし、焼結せずに導電性ペーストの状態で実装工程を実施しても良い。尚、合金の融点が２８３℃であるので、導電性ペーストは、スズ粒子と金粒子とを混合してなるペーストであっても良いし、スズと金の合金をペースト化したものであっても良い。
【００２２】
また、導電性ペースト中に含まれるスズの比率が高くなると、例えば配線パターンを構成する銅と、スズとの加熱時の拡散速度の差によって、カーケンダルボイドを生じやすくなる。また、通常、バンプは金から形成されている。従って、上記構成の導電性ペーストを用いることで、バンプと接続材料との接続信頼性を低下させることなく、カーケンダルボイドの発生を抑制することができる。
【００２３】
また、第２の樹脂フィルムとして、熱可塑性樹脂を構成するそれ以外の樹脂フィルム（少なくとも第１の樹脂フィルムを含む）と同一の熱可塑性樹脂を適用しても良いし、請求項１０に記載のように、熱可塑性樹脂を構成するそれ以外の樹脂フィルムと異なる熱可塑性樹脂を適用しても良い。加熱によって、第１の樹脂フィルム及び半導体基板と接着可能な熱可塑性樹脂であれば適用が可能である。尚、異なる熱可塑性樹脂とは、樹脂は同一であっても、フィラーの添加等により性能が異なるものも含む。
【００２４】
異なる熱可塑性樹脂を適用する場合、例えば請求項１１に記載のように、第２の樹脂フィルムとして、回路基板の平面方向における線膨張係数が、熱可塑性樹脂を構成するそれ以外の樹脂フィルムと半導体基板の間の値を有する熱可塑性樹脂を適用すると良い。
【００２５】
このように、半導体基板と接する第２の樹脂フィルムとして、第１の樹脂フィルムよりも線膨張係数が半導体基板に近い熱可塑性樹脂を適用すれば、実装工程の加熱・加圧によって回路基板と半導体基板との間に生じる熱応力を低減することができる。
【００２６】
尚、半導体基板がウエハの場合、請求項１２に記載のように実装工程後、半導体基板及び回路基板をチップサイズに切断する切断工程をさらに備えれば良い。
【００２７】
次に、請求項１３〜１９に記載の発明は、電極上に設けられたバンプを有する半導体チップと、熱可塑性樹脂に配線パターンが形成された回路基板とを備え、回路基板に半導体チップを搭載した状態で、半導体基板表面が回路基板表面と接触し、バンプが熱可塑性樹脂に埋設されて配線パターンと電気的に接続されてなる半導体装置に関する発明である。
【００２８】
請求項１３に記載の発明において、熱可塑性樹脂は、熱可塑性樹脂からなる複数の樹脂フィルムを積層しつつ接着して構成され、回路基板は、片面に配線パターンが形成され、バンプに対応する位置に、配線パターンを底部とし、接続材料が充填されたビアホールを備える第１の樹脂フィルムと、第１の樹脂フィルムに対して、配線パターンの形成面及びその裏面である配線パターンの非形成面の一方に、回路基板の表層として積層配置された第２の樹脂フィルムとを少なくとも有し、バンプは、ビアホール上に配置された第２の樹脂フィルムを貫通しつつ、その先端から所定範囲がビアホール内に配置されて接続材料と接合し、この接合部位が第１の樹脂フィルム及び第２の樹脂フィルムの少なくとも一方により封止されていることを特徴とする。
【００２９】
このように本発明によると、半導体基板のバンプが熱可塑性樹脂からなる第２の樹脂フィルムに押し込まれて第２の樹脂フィルムを貫通し、その先端から所定範囲がビアホール内に配置されて接続材料と接合している。従って、従来のように接触によってバンプと配線パターンとの電気的な接続を行う構成よりも、回路基板に対する半導体チップの接続信頼性を向上することができる。
【００３０】
また、バンプと接続材料との接合部位は、加熱により軟化した第１の樹脂フィルム及び第２の樹脂フィルムの少なくとも一方により封止され、半導体基板表面に対して第２の樹脂フィルムが接着されている。従って、封止用の樹脂（アンダーフィル）を不要とすることができるので、半導体装置の部品点数を削減することができる。
【００３１】
尚、回路基板は、少なくとも第１の樹脂フィルムと第２の樹脂フィルムの２層から構成されていれば良い。
【００３２】
請求項１４及び請求項１５に記載の発明の作用効果は、請求項２及び請求項３に記載の発明の作用効果と同様であるので、その記載を省略する。
【００３３】
請求項１６に記載の発明の作用効果は、請求項８に記載の発明の作用効果と同様であるので、その記載を省略する。
【００３４】
請求項１７〜１９に記載の発明の作用効果は、請求項９〜１１に記載の発明の作用効果と同様であるので、その記載を省略する。
【００３５】
次に、請求項２０〜２８に記載の発明は、熱可塑性樹脂に配線パターンが形成され、電極上にバンプを形成してなる半導体基板をその表面に搭載する際に、半導体基板表面を回路基板表面に接触させるとともに、バンプを熱可塑性樹脂に押し込んで、配線パターンと電気的に接続させるよう構成された回路基板に関する発明である。尚、半導体基板とは、ウエハ及び当該ウエハから切断されたチップのいずれかを示している。
【００３６】
請求項２０に記載の発明において、熱可塑性樹脂は、熱可塑性樹脂からなる複数の樹脂フィルムを積層して構成され、樹脂フィルムとして、片面に配線パターンが形成され、バンプに対応する位置に、配線パターンを底部とし、接続材料が充填されたビアホールを備える第１の樹脂フィルムと、第１の樹脂フィルムに対して、配線パターンの形成面及びその裏面である配線パターンの非形成面の一方に、半導体基板が搭載される側の表層となるように積層された第２の樹脂フィルムとを少なくとも備えることを特徴とする。
【００３７】
このように本発明によると、第２の樹脂フィルムは熱可塑性樹脂からなるので、加熱・加圧によって第２の樹脂フィルム上に半導体基板を実装する際に、半導体基板のバンプを加熱により軟化した第２の樹脂フィルムに押し込んで貫通させ、第２の樹脂フィルムの下層である第１の樹脂フィルムの接続材料と接合させることができる。従って、本発明の構成によると、回路基板に対する半導体チップの接続信頼性を向上させることができる。
【００３８】
また、第１の樹脂フィルム及び第２の樹脂フィルムは熱可塑性樹脂により構成されているので、実装時に、バンプと接続材料との接合部位を加熱により軟化した第１の樹脂フィルム及び第２の樹脂フィルムの少なくとも一方により封止することができる。また、半導体基板表面に対して第２の樹脂フィルムを接着させることができる。従って、封止用の樹脂（アンダーフィル）を不要とすることができる。
【００３９】
尚、回路基板は、少なくとも第１の樹脂フィルムと第２の樹脂フィルムの２層から構成されれば良い。
【００４０】
請求項２１〜２８に記載の発明の作用効果は、請求項４〜１１に記載の発明の作用効果と同様であるので、その記載を省略する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態における半導体装置の製造工程のうち、回路基板準備工程を示す工程別断面図である。尚、図１においては、便宜上、回路基板の平面方向における一部のみを図示している。本実施形態において、回路基板１００は、熱可塑性樹脂からなる３枚の樹脂フィルム（第１の樹脂フィルム１０、第２の樹脂フィルム２０、及び第３の樹脂フィルム３０）を積層することにより形成される。
【００４２】
先ず、第１の樹脂フィルム１０と第３の樹脂フィルム３０を準備する。
【００４３】
図１（ａ）に示すように、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム１１（例えば厚さ７５μｍの液晶ポリマー（ＬＣＰ））の片面に貼着された導体箔（例えば厚さ１８μｍの銅箔）をエッチングによりパターン形成し、配線パターン１２を有する第１の樹脂フィルム１０を形成する。尚、第１の樹脂フィルム１０はこの状態で、配線パターン１２を底面とし、層間接続材料の充填されたビアホールを有しておらず、未完成の状態にある。また、樹脂フィルム１１及び配線パターン１２の厚さは上記例に限定されるものではない。
【００４４】
また、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム３１の片面に貼着された導体箔（例えば厚さ１８μｍの銅箔）をエッチングによりパターン形成して配線パターン３２を形成する。そして、配線パターン３２の非形成面側から例えば炭酸ガスレーザを照射して、配線パターン３２を底面とするビアホール３３を形成する。このビアホール３３の形成には、炭酸ガスレーザ以外のレーザを適用しても良い。ビアホール３３の形成には、レーザ出力と照射時間等を調整することで、配線パターン３２に穴を開けないようにしている。ビアホール３３の径は、例えば数１０〜１００μｍである。尚、本例においては、樹脂フィルム３１としても、樹脂フィルム１１同様のＬＣＰを用いている。
【００４５】
ビアホール３３の形成が完了すると、ビアホール３３内に層間接続材料となる導電性ペースト３４を充填する。この導電性ペースト３４は、スズ粒子が略３５ｗｔ％を占めるようにスズ粒子と銀粒子とを混合し、有機溶剤（例えばテルピネオール）を加えてペースト化したものである。導電性ペースト３４の充填には、スクリーン印刷機やディスペンサ等を適用することができる。これにより、第３の樹脂フィルム３０が形成される。尚、スズ粒子、銀粒子として、平均粒径が０．５〜２０μｍ、比表面積が０．１〜１．５ｍ2／ｇの範囲にあるものを用いると、層間接続信頼性を向上できる。また、導電性ペースト３４は、ビアホール３３内に充填された後、所定時間加熱されて有機溶剤が乾燥される。
【００４６】
次に、第１の樹脂フィルム１０の配線パターン１２形成面と、第３の樹脂フィルム３０の配線パターン３２非形成面（ビアホール３３開口面）とが相対するように、両フィルム１０，３０を積層して積層体４０を形成する。そして、図示されない熱プレス機により、積層体４０の上下方向から加熱・加圧（例えば２５０〜４００℃、１〜１０ＭＰａ、数十秒間）する。
【００４７】
この結果、図１（ｂ）に示すように、第１の樹脂フィルム１０と第３の樹脂フィルム３０が軟化されて互いに接着され、一体化した積層体４０となる。また、第３の樹脂フィルム３０に設けられたビアホール３３内の導電性ペースト３４が、焼結して一体化した導電性組成物３５となるとともに、さらに隣接する配線パターン１２及び配線パターン３２と拡散接合する。
【００４８】
より具体的には、ビアホール３３内に充填され、乾燥された導電性ペースト３４は、スズ粒子と銀粒子とが混合された状態にある。この導電性ペースト３４が加熱されると、融点が２３２℃であるスズ粒子は融解し、融点が９６１℃である銀粒子の外周を被うように付着する。そして、さらに加熱が継続すると、融解したスズが銀粒子の表面から拡散を始め、スズと銀の合金（融点４８０℃）が形成される。このとき、導電性ペースト３４には、圧力が印加されているため、スズと銀の合金形成に伴い、ビアホール３３内には、焼結により一体化した合金からなる導電性組成物３５が形成される。
【００４９】
さらに、この導電性組成物３５は配線パターン１２及び配線パターン３２に圧接されているので、導電性組成物３５中のスズ成分と、配線パターン１２及び配線パターン３２を構成する銅箔の銅成分とが相互に固相拡散し、導電性組成物３５と配線パターン１２及び配線パターン３２との界面に固相拡散層を形成して電気的に接続する。
【００５０】
このように、第１の樹脂フィルム１０に層間接続材料の充填されたビアホールを形成する前に加熱・加圧すると、回路基板１００の大部分を構成する積層体４０の構造を強固なものとすることができ、回路基板１００形成後に、半導体チップの実装工程まで移動する際の品質を向上することができる。この効果は積層体４０の積層枚数（第１の樹脂フィルム１０以外の樹脂フィルムの枚数）が多いほど大きくなる。
【００５１】
次に、図１（ｃ）に示すように、積層体４０における第１の樹脂フィルム１０に対して、半導体チップの電極上に設けられたバンプに対応する位置に、配線パターン１２を底面とするビアホール１３を、例えば炭酸ガスレーザにより形成する。このとき、ビアホール１３の径は、後述する半導体チップのバンプが挿入可能な大きさであり、例えば数十〜１００μｍとする。そして、当該ビアホール１３内に、接続材料となる導電性ペースト１４を、ビアホール１３の開口面から底部である配線パターン１２方向に所定の間隙をもって充填する。この間隙は、ビアホール１３内に配置される半導体チップのバンプに応じて調整され、これにより隣接するビアホール１３間の短絡（ブリッジ）を防止することができる。
【００５２】
本例における導電性ペースト１４は、半導体チップの実装工程まで加熱されない（すなわち回路基板準備工程において焼結されない）ので、半導体チップの実装時に、半導体チップのバンプを挿入させるために再溶融される点を考慮しなくとも良い。本例においては、導電性ペースト３４同様、スズ粒子が略３５ｗｔ％を占めるようにスズ粒子と銀粒子とを混合し、有機溶剤（例えばテルピネオール）を加えてペースト化した導電性ペースト１４を適用している。従って、製造工程を簡素化することができる。尚、導電性ペースト１４の充填には、スクリーン印刷機やディスペンサ等を適用することができる。これにより、第１の樹脂フィルム１０が形成される。
【００５３】
そして、最後に、積層体４０に対して、第１の樹脂フィルム１０の配線パターン１２非形成面（ビアホール１３の開口面）と相対するように、熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム２１により構成された第２の樹脂フィルム２０を積層する。この第２の樹脂フィルム２０表面に半導体チップが搭載されることとなる。
【００５４】
樹脂フィルム２１としては、熱可塑性樹脂であり、後述する実装工程の加熱・加圧により軟化して、半導体チップのバンプを貫通させることができ、且つ、第１の樹脂フィルム１１及び半導体チップの表面と接着できるものであれば適用が可能である。本例において、樹脂フィルム２１は、樹脂フィルム１１，３１同様ＬＣＰでありながら、例えばフィラーの添加によって、回路基板１００の平面方向における線膨張係数が、樹脂フィルム１１，３１の線膨張係数（例えば１５ｐｐｍ）よりも、半導体チップを構成する基板の線膨張係数（例えば３ｐｐｍ）に近い値（例えば８ｐｐｍ）に調整されている。従って、実装工程において、回路基板１００の表層である第２の樹脂フィルム２０を構成する樹脂フィルム２１と、半導体チップとの間に生じる熱応力を低減することができる。以上の工程により、回路基板１００が準備される。
【００５５】
このように、本実施形態の回路基板１００は、後述する実装工程において、半導体基板のバンプを加熱により軟化した第２の樹脂フィルム２０の樹脂フィルム２１に押し込んで貫通させ、第２の樹脂フィルム２０の下層である第１の樹脂フィルム１０の導電性ペースト１４と接合させることができる。従って、回路基板１００に対する半導体チップの接続信頼性を向上させることができる。
【００５６】
また、第１の樹脂フィルム１０及び第２の樹脂フィルム２０は熱可塑性樹脂からなる樹脂フィルム１１，２１により構成されているので、実装時に、バンプと導電性ペースト１４との接合部位を加熱により軟化した樹脂フィルム１１及び樹脂フィルム２１の少なくとも一方により封止することができる。また、半導体チップ表面に対して樹脂フィルム２１を接着させることができる。従って、封止用の樹脂（アンダーフィル）を不要とすることができる。
【００５７】
次に、図２を用いて、回路基板１００に対して半導体チップ２００を実装し、半導体装置３００を形成する実装工程について説明する。尚、図２においても、回路基板１００の平面方向において、便宜上、半導体装置３００の一部のみを図示している。
【００５８】
尚、本実施形態においては、図示されないが、回路基板１００の形成前或いは回路基板１００の形成と並行して、半導体チップ２００を公知の半導体プロセスを用いて準備するものとする。半導体チップ２００は、シリコン等の基板に半導体素子（図示せず）が形成され、当該素子形成領域上に、図示されない配線部を介して外部接続端子としての電極２０１が電気的に接続されている。そして、電極２０１上には、例えば金からなるスタッドバンプ２０２が形成されている。このスタッドバンプ２０２は、ワイヤボンディング技術を応用したボールボンディング法により形成される突起電極である。すなわち、ワイヤボンディング装置を用い、キャピラリから延出した金線の先端部に金ボールを形成し、この金ボールを電極２０１上に挿圧する。そして、キャピラリを超音波振動させて金ボールを電極２０１に溶接し、金線を切断する。以上のように、スタッドバンプ２０２を半導体チップ２００の電極２０１上に形成する。尚、電極２０１及びスタッドバンプ２０２を除く部位（電極非形成部）は、有機樹脂材料（例えばポリイミドやポリベンゾオキサゾール）や無機材料（例えば窒化シリコン）からなる保護膜により被覆保護されている。
【００５９】
図２（ａ）に示すように、回路基板１００に形成された第１の樹脂フィルム１０のビアホール１３に対して半導体チップ２００のスタッドバンプ２０２を位置決めし、この位置決め状態で半導体チップ２００を回路基板１００に載置する。このとき半導体チップ２００のスタッドバンプ２０２と回路基板１００表面の樹脂フィルム２１が接した状態となる。尚、図２（ａ）においては、便宜上、両者を離間して図示している。
【００６０】
そして、この位置決め載置状態にて、加熱・加圧する。加熱・加圧方法としては、例えばパルスヒート方式の熱圧着ツール（図示せず）を用い、２５０〜４００℃の温度に加熱し、数〜数十秒間、１〜１０ＭＰａの圧力で加圧して、半導体チップ２００を回路基板１００に押し付ける（図２（ａ）の白抜き矢印方向）。本例においては、３２０℃の温度に加熱し、６０秒間、４ＭＰａの圧力で加圧した。
【００６１】
この加熱・加圧によって、半導体チップ２００のスタッドバンプ２０２が回路基板１００に押し込まれ、回路基板１００の配線パターン１２と電気的に接続される。具体的には、加熱により軟化した樹脂フィルム２１を、加圧された半導体チップ２００のスタッドバンプ２０２が貫通する。このスタッドバンプ２０２は、半導体チップ２００の電極２０１形成面が回路基板１００の表面（樹脂フィルム２１）に接触した状態で、先端から所定の範囲（先端が配線パターン１２に接しない程度）がビアホール１３内の導電性ペースト１４に挿入配置される。また、図２（ｂ）に示すように、スタッドバンプ２０２が配置された状態で、ビアホール１３内の導電性ペースト１４が焼結して一体化した導電性組成物１５となるとともに、ビアホール１３内に配置されたスタッドバンプ２０２及び隣接する配線パターン１２と拡散接合する。
【００６２】
より具体的には、ビアホール１３内に充填され、乾燥された導電性ペースト１４は、スズ粒子と銀粒子とが混合された状態にある。この導電性ペースト１４が加熱されると、融点が２３２℃であるスズ粒子は融解し、融点が９６１℃である銀粒子の外周を被うように付着する。そして、さらに加熱が継続すると、融解したスズが銀粒子の表面から拡散を始め、スズと銀の合金が形成される。このとき、導電性ペースト１４には、圧力が印加されているため、スズと銀の合金形成に伴い、ビアホール１３内には、焼結により一体化した合金からなる導電性組成物１５が形成される。
【００６３】
さらに、この導電性組成物１５は配線パターン１２及びスタッドバンプ２０２に圧接されているので、導電性組成物１５中のスズ成分と、配線パターン１２を構成する銅箔の銅成分及びスタッドバンプ２０２を構成する金成分とが相互に固相拡散し、導電性組成物１５と配線パターン１２及びスタッドバンプ２０２との界面に固相拡散層を形成して電気的に接続する。
【００６４】
またこの接合部位は、加熱により軟化した樹脂フィルム１１及び樹脂フィルム２１によって封止される。さらに、第２の樹脂フィルム２０を構成する樹脂フィルム２１は、第１の樹脂フィルム１０を構成する樹脂フィルム１１と互いに接着し、半導体チップ２００の表面にも接着する。すなわち、半導体チップ２００のスタッドバンプ２０２（電極２０１も含む）と導電性組成物１５との接合部は、回路基板１００の構成材料である熱可塑性樹脂によって気密に封止されることとなる。従って、別途モールド樹脂により接合部を封止する必要がないので、工数を削減でき、製造コストを低減することができる。
【００６５】
尚、実装工程において、加熱・加圧のタイミングは、同時に開始し同時に終了、開始タイミングと終了タイミングをそれぞれずらして実施、加熱しながら加圧、加圧した後に加圧力を弱めて加熱、加熱した後に加圧等、種々の形態を適用することができる。いずれの形態においても、実装工程により、スタッドバンプ２０２が第２の樹脂フィルム２０を貫通することと、熱可塑性樹脂（樹脂フィルム２１）を軟化することと、接続材料である導電性組成物１５とスタッドバンプ２０２とを確実に電気的且つ機械的に結合させることができる。尚、実装工程における加熱・加圧後には冷却、加圧除去があり、これにより、熱可塑性樹脂の再硬化、加圧なしでの形状の安定化が図られる。
【００６６】
以上により半導体装置３００が形成される。尚、実装工程後、マザーボードへの接続に必要であれば、回路基板１００の半導体チップ２００搭載面の裏面にある配線パターン３２（電極）上に、はんだボールを形成しても良い。
【００６７】
このように、半導体チップ２００の電極２０１上に設けられたスタッドバンプ２０２と、回路基板１００に形成された配線パターン１２は、接続材料である導電性組成物１５と拡散接合しており、その接合部は回路基板１００を構成する樹脂フィルム１１，１２により封止されている。従って、本実施形態における半導体装置３００は、接合部が熱可塑性樹脂により封止される構成でありながら、従来のように接触によって半導体チップ２００と回路基板１００との電気的な接続を行う構成よりも、回路基板１００に対する半導体チップ２００の接続信頼性が向上される。
【００６８】
また、スタッドバンプ２０２は、ビアホール１３内の導電性ペースト１４内に挿入配置され、その状態で加熱により焼結した導電性組成物１５と、スタッドバンプ２０２が拡散接合されるので、接合面積が大きく、接続信頼性をより向上することができる。
【００６９】
また、本実施形態においては、平面方向における回路基板１００の大きさを、半導体チップ２００と略同等に設定することで、図２（ｂ）に示すように半導体装置３００を所謂ＣＳＰ（Chip Size Package）タイプとすることができる。また、回路基板１００の両表面に実装可能である。従って、その体格を小型化することができる。
【００７０】
尚、本実施形態において、回路基板１００が熱可塑性樹脂からなる３枚の樹脂フィルム（第１の樹脂フィルム１０、第２の樹脂フィルム２０、及び第３の樹脂フィルム３０）を積層することにより形成される例を示した。しかしながら、回路基板１００は、第１の樹脂フィルム１０及び第２の樹脂フィルム２０の２枚を少なくとも備えていれば良い。例えば回路基板１００を、加熱・加圧することなく、第１の樹脂フィルム１０及び第２の樹脂フィルム２０を積層することにより形成し、この回路基板１００に対して半導体チップ２００を実装して、図３に示す半導体装置３００を形成することもできる。この場合、半導体装置３００の体格をより小型化することができる。尚、図３は、本実施形態の変形例を示す断面図であり、図２同様、一部のみを図示している。
【００７１】
また、本実施形態において、半導体チップ２００に設けられたスタッドバンプ２０２は、第２の樹脂フィルム２０を構成する樹脂フィルム２１を貫通して、第１の樹脂フィルム１０のビアホール１３内に配置される例を示した。しかしながら、例えば図４、５に示すように、スタッドバンプ２０２が、樹脂フィルム２１とともに、配線パターン１２を貫通してビアホール１３内に配置され、接続材料である導電性組成物１５と拡散接合される構成とすることも可能である。尚、図４，５は、本実施形態の変形例を示す断面図であり、図２同様、一部のみを図示している。この場合、配線パターン１２形成時に、予め、スタッドバンプ２０２に対応する配線パターン１２の位置を他の部位よりも薄肉としておくと、貫通させやすい。また、予め、貫通孔を形成しておいても良い。尚、第２の樹脂フィルム２０の第１の樹脂フィルム１０との接触面に、積層時にビアホール１３の開口部を被覆するように、配線パターンを形成したものを適用しても良い。
【００７２】
また、本実施形態においては、第１の樹脂フィルム１０にビアホール１３を形成する前に、第１の樹脂フィルム１０と第３の樹脂フィルム３０を積層し、加熱・加圧して一体化させる例を示した。しかしながら、必ずしも一体化させる必要はない。例えば、第１の樹脂フィルム１０及び第２の樹脂フィルム２０以外の樹脂フィルムが複数枚の場合には、これらのみを加熱・加圧して一体化させ、それに対し、第１の樹脂フィルム１０及び第２の樹脂フィルム２０を積層して、回路基板１００を形成しても良い。
【００７３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図６に基づいて説明する。図６は、本実施形態における半導体装置３００の製造工程を示す工程別断面図であり、図１及び図２同様、一部のみを図示している。
【００７４】
第２の実施形態における半導体装置３００及びその製造方法、回路基板１００は、第１の実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
【００７５】
第２の実施形態において、第１の実施形態と異なる点は、ビアホール１３に充填される接続材料と、それによる製造工程である。
【００７６】
尚、本実施形態においても、第１の実施形態同様、回路基板１００は、図６（ａ）に示すように、熱可塑性樹脂からなる３枚の樹脂フィルム（第１の樹脂フィルム１０、第２の樹脂フィルム２０、及び第３の樹脂フィルム３０）を積層することにより形成される。
【００７７】
ここで、各樹脂フィルム１０、２０，３０のうち、第１の実施形態と異なる点は、ビアホール１３内に充填される接続材料が、回路基板１００の準備工程において焼結され、実装工程において焼結された接続材料の少なくとも一部が再溶融されることにより、スタッドバンプ２０２がビアホール１３内に配置され、再溶融された接続材料と接合されるよう構成されている点である。
【００７８】
これまでに本出願人は、熱可塑性樹脂からなり、少なくとも片面に配線パターン（例えば銅箔を加工）を備えた樹脂フィルムを含む複数の樹脂フィルムを積層し、加熱・加圧（例えば、２５０〜３５０℃、１〜１０ＭＰａ、数十分間）してなる回路基板（多層基板）及びその製造方法について複数出願してきた。その際、接続信頼性を向上させるために、接続材料として、スズ粒子（融点２３２℃）が略３５ｗｔ％を占めるように混合されたスズ粒子と銀粒子（融点９６１℃）からなる導電性ペースト（第１の実施形態で示した導電性ペースト１４）を用いている。この導電性ペーストは樹脂バインダーを有しておらず、回路基板形成時の加熱・加圧によって両者が理想的に拡散接合し、スズと銀の合金（融点４８０℃）を形成する。
【００７９】
しかしながら、この導電性ペースとをビアホール１３に充填する接続材料として適用し、、実装工程の前に加熱・加圧して導電性ペースト１４を焼結すると、上述の合金形成に全てのスズが使われてしまう。従って、実装工程時に加熱・加圧（例えば２５０〜４００℃、１〜１０ＭＰａ、数十秒間）しても、合金化された接続材料は再溶融しないため、バンプをビアホール内に挿入させることができなくなる。尚、この場合、合金中のスズ成分と、バンプを構成する金属成分とが相互に固相拡散し、拡散接合することにより電気的に接続されるが、接合面積が小さくなる。この場合、導電性組成物１５に対してスタッドバンプ２０２が圧接され、合金中のスズ成分と、スタッドバンプ２０２を構成する金とが相互に固相拡散し、拡散接合することにより電気的に接続されるが、接合面積は小さくなる。
【００８０】
それに対し、本実施形態においては、図６（ａ）に示す第１の樹脂フィルム１０を形成する際に、接続材料として、スズ粒子が４０〜５０ｗｔ％を占めるように混合されたスズ粒子と銀粒子からなる導電性ペースト１４をビアホール１３内に充填する。
【００８１】
そして、第３の樹脂フィルム３０、第１の樹脂フィルム１０、及び第２の樹脂フィルム２０の順に積層して加熱・加圧する。これにより、図６（ｂ）に示すように、第１の樹脂フィルム１０、第２の樹脂フィルム２０、及び第３の樹脂フィルム３０が互いに接着して一体化された回路基板１００が形成される。また、ビアホール１３内に充填された導電性ペースト１４は、焼結により一体化した合金（スズと銀）と、単独で焼結したスズを含む導電性組成物１５となり、ビアホール３３内に充填された導電性ペースト３４は、焼結により一体化した合金（スズと銀）からなる導電性組成物３５となる。
【００８２】
次に、形成された回路基板１００に対して、加熱・加圧することにより、半導体チップ２００を実装する。このとき、ビアホール１３内の導電性組成物１５は、単独で焼結したスズ（融点２３２℃）が加熱によって再溶融されるので、図６（ｃ）に示すように、第２の樹脂フィルム２０を貫通したスタッドバンプ２０２をビアホール１３内に挿入配置させることができる。そして、スタッドバンプ２０２は再溶融されたスズ或いは合金中のスズ成分と拡散接合される。尚、接合部は、実装工程における加熱によって軟化した樹脂フィルム１１及び樹脂フィルム２１の少なくとも一方により封止される。
【００８３】
このように、本実施形態においては、導電性ペースト１４中のスズ粒子を、銀粒子と理想的に拡散接合して合金を形成する量よりも若干多めに加えているので、実装工程の前に、ビアホール１３内の導電性ペースト１４を焼結させても、実装工程においてスタッドバンプ２０２をビアホール１３内に挿入配置させて、導電性組成物１５と接合させることができる。すなわち、回路基板１００を形成する段階で一括して加熱・加圧することができるので、回路基板準備工程から実装工程に回路基板１００を搬送する際（特に長距離搬送）の品質を向上するができる。
【００８４】
尚、導電性ペースト１４の焼結は、第２の樹脂フィルム２０を積層する前に実施しても良いが、全ての樹脂フィルムを積層した状態で一括して熱プレスすると、回路基板準備工程を簡素化することができる。
【００８５】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を図７に基づいて説明する。図７は、本実施形態における半導体装置３００の製造方法を説明するための断面図である。
【００８６】
第３の実施形態における半導体装置３００及びその製造方法、回路基板１００は、第１の実施形態によるものと共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。
【００８７】
第３の実施形態において、第１の実施形態と異なる点は、ウエハの状態で回路基板１００上に実装する点である。
【００８８】
図７に示すように、ウエハ２１０とは、半導体チップ２００のようにチップ単位に切断されていないもので、通常の半導体プロセスにより形成することができる。ウエハ２１０は、半導体チップ２００の一面に相当する面に複数の電極２０１を有しており、この電極２０１上にスタッドバンプ２０２が形成されている。また、回路基板１００は、ウエハ２１０に合わせて、第１の実施形態と同様の構成で形成することができる。
【００８９】
そして、回路基板１００に形成されたビアホール１３に対してウエハ２１０のスタッドバンプ２０２を位置決めし、この位置決め状態でウエハ２１０を回路基板１００に載置して加熱・加圧する。これにより、第１の実施形態同様、ウエハ２１０のスタッドバンプ２０２が第２の樹脂フィルム２０を構成する樹脂フィルム２１を貫通し、ビアホール１３内の導電性ペースト１４に挿入配置される。そして、その状態でスタッドバンプ２０２と導電性ペースト１４が焼結されてなる導電性組成物１５とが拡散接合され、その接合部が、樹脂フィルム１１及び樹脂フィルム２１の少なくとも一方により封止される。
【００９０】
実装後、マザーボードへの接続のために必要であれば、回路基板１００におけるウエハ２１０の搭載面の裏面において、配線パターン３２上に例えばはんだボールを形成する。そして、ウエハ２１０及び回路基板１００をチップ単位（図７中の破線）で切断することにより、一度に複数のＣＳＰタイプの半導体装置３００を得ることができる。
【００９１】
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施する事ができる。
【００９２】
本実施形態において、回路基板を構成する熱可塑性樹脂として、液晶ポリマーを適用する例を示した。しかしながら、それ以外にも、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等を単独、或いは種々混合して用いることができる。
【００９３】
また、第１の樹脂フィルム１１に形成されたビアホール１３に充填される導電性ペースト１４としては、本実施形態に示した構成以外にも適用することが可能である。例えば、スズが略２０ｗｔ％を占めるスズと銀からなる導電性ペースト１４を適用しても良い。この導電性ペースト１４を加熱して形成されるスズと金の合金は、融点が２８３℃である。従って、実装工程前に導電性ペースト１４を加熱して焼結し、形成された合金を実装工程にて再溶融させることもできるし、実装工程前に導電性ペースト１４を焼結せずに、導電性ペースト１４の状態で実装工程を実施することもできる。いずれの場合も、実装工程において、ビアホール１３内にスタッドバンプ２０２を挿入配置でき、焼結により一体化した合金からなる導電性組成物１５は、スタッドバンプ２０２及び配線パターン１２に圧接されて、相互に固相拡散している。尚、合金の融点は２８３℃であるので、導電性ペースト１４は、スズ粒子と金粒子とを混合してなるペーストであっても良いし、スズと金の合金をペースト化したものであっても良い。また、導電性ペースト１４中に含まれるスズの比率が高くなると、例えば配線パターン１２を構成する銅と、スズとの加熱時の拡散速度の差によって、カーケンダルボイドを生じやすくなる。また、通常、バンプは金から形成されている。しかしながら、上記構成のようにスズの比率を低めた（略２０ｗｔ％）導電性ペースト１４を用いると、バンプと接続材料との接続信頼性を低下させることなく、カーケンダルボイドの発生を抑制することができる。
【００９４】
また、本実施形態においては、半導体チップ２００（ウエハ２１０）の電極２０１が、半導体チップ２００（ウエハ２１０）の表面から突出する例を示した。しかしながら、半導体チップ２００（ウエハ２１０）の表面に対して、電極２０１を平坦に形成した構成としても良い。
【００９５】
また、本実施形態においては、ビアホール１３に充填される接続材料として、導電性ペースト１４を適用する例を示した。しかしながら、メッキ等それ以外の構成でも良い。
【００９６】
また、半導体チップ２００（ウエハ２１０）の電極２０１上に形成されるスタッドバンプ２０２の形状は、本実施形態に示した形状に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】第１実施形態における半導体装置の製造工程のうち、回路基板準備工程を示す図である。
【図２】第１実施形態における半導体装置の製造工程のうち、実装工程を示す図である。
【図３】変形例を示す概略断面図である。
【図４】変形例を示す概略断面図である。
【図５】変形例を示す概略断面図である。
【図６】第２の実施形態における半導体装置の製造工程を示す工程別断面図である。
【図７】第３の実施形態における半導体装置の製造方法を説明すための断面図である。
【符号の説明】
【００９８】
１０・・・第１の樹脂フィルム
１１・・・樹脂フィルム
１２・・・配線パターン
１３・・・ビアホール
１４・・・導電性ペースト（焼結前の接続材料）
１５・・・導電性組成物（焼結後の接続材料）
２０・・・第２の樹脂フィルム
２１・・・樹脂フィルム
１００・・・回路基板
２００・・・半導体チップ
２０１・・・電極
２０２・・・スタッドバンプ
３００・・・半導体装置
【図１】
2005353913.tif 000003
【図２】
2005353913.tif 000004
【図３】
2005353913.tif 000005
【図４】
2005353913.tif 000006
【図５】
2005353913.tif 000007
【図６】
2005353913.tif 000008
【図７】
2005353913.tif 000009